云計算和虛擬化

云計算和虛擬化虛擬化（Virtualization）技術(shù)是云計算系統(tǒng)的核心組成部分之一，是將各種計算及存儲資源充分整合和高效利用的關(guān)鍵技術(shù)。虛擬化的定義:虛擬化是為某些對象創(chuàng)造的虛擬（相對于真實）版本，比如操作系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源等。它是表示計算機資源的抽象方法，通過虛擬化可以用與訪問抽象前資源一致的方法訪問抽象后的資源，可以為一組類似資源提供一個通用的抽象接口集，從而隱藏屬性和操作之間的差異，并允許通過一種通用的方式來查看和維護資源。服務(wù)器虛擬化服務(wù)器虛擬化技術(shù)可以使一個物理服務(wù)器虛擬成若十個服務(wù)器使用。服務(wù)器虛擬化是基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（InfrastructureasaService,IaaS）的基礎(chǔ)。服務(wù)器虛擬化需要具備以下功能和技術(shù)：1）多實例:在一個物理服務(wù)器上可以運行多個虛擬服務(wù)器。2）隔離性:在多實例的服務(wù)器虛擬化中，一個虛擬機與其他虛擬機完全隔離，以保證良好的可靠性及安全性。3）CPU虛擬化:把物理CPU抽象成虛擬CPU，無論任何時間一個物理CPU只能運行一個虛擬CPU的指令。而多個虛擬機同時提供服務(wù)將會大大提高物理CPU的利用率。4）內(nèi)存虛擬化:統(tǒng)一管理物理內(nèi)存，將其包裝成多個虛擬的物理內(nèi)存分別供給若干個虛擬機使用，使得每個虛擬機擁有各自獨立的內(nèi)存空間，互不干擾。5）設(shè)備與I/O虛擬化:統(tǒng)一管理物理機的真實設(shè)備，將其包裝成多個虛擬設(shè)備給若干個虛擬機使用，響應(yīng)每個虛擬機的設(shè)備訪問請求和I/O請求。6）無知覺故障恢復(fù):運用虛擬機之間的快速熱遷移技術(shù)（LiveMigration），可以使一個故障虛擬機上的用戶在沒有明顯感覺的情況下迅速轉(zhuǎn)移到另一個新開的正常虛擬機上。7）負載均衡:利用調(diào)度和分配技術(shù)，平衡各個虛擬機和物理機之間的利用率。8）統(tǒng)一管理：由多個物理服務(wù)器支持的多個虛擬機的動態(tài)實時生成、啟動、停止、遷移、調(diào)度、負荷、監(jiān)控等應(yīng)當有一個方便易用的統(tǒng)一管理界面。9）快速部署:整個系統(tǒng)要有一套快速部署機制，對多個虛擬機及上面的不同操作系統(tǒng)和應(yīng)用進行高效部署、更新和升級。存儲虛擬化存儲虛擬化的方式是將整個云系統(tǒng)的存儲資源進行統(tǒng)一整合管理，為用戶提供一個統(tǒng)一的存儲空間。存儲虛擬化具有以下功能和特點：1）集中存儲:存儲資源統(tǒng)一整合管理，集中存儲，形成數(shù)據(jù)中心模式。2）分布式擴展:存儲介質(zhì)易于擴展，由多個異構(gòu)存儲服務(wù)器實現(xiàn)分布式存儲，以統(tǒng)一模式訪問虛擬化后的用戶接口。3）節(jié)能減排:服務(wù)器和硬盤的耗電量巨大，為提供全時段數(shù)據(jù)訪問，存儲服務(wù)器及硬盤不可以停機。但為了節(jié)能減排，需要利用更合理的協(xié)議和存儲模式，盡可能減少開啟服務(wù)器和硬盤的次數(shù)。4）虛擬本地硬盤:存儲虛擬化應(yīng)當便于用戶使用，最方便的形式是將云存儲系統(tǒng)虛擬成用戶本地硬盤，使用方法與本地硬盤相同。5）安全認證:新建用戶加入云存儲系統(tǒng)前，必須經(jīng)過安全認證并獲得證書。6）數(shù)據(jù)加密:為保證用戶數(shù)據(jù)的私密性，將數(shù)據(jù)存到云存儲系統(tǒng)時必須加密。加密后的數(shù)據(jù)除被授權(quán)的特殊用戶，其他人一概無法解密。7）級層管理:支持級層管理模式，即上級可以監(jiān)控下級的存儲數(shù)據(jù)，而下級無法查看上級或平級的數(shù)據(jù)。應(yīng)用虛擬化應(yīng)用虛擬化是把應(yīng)用對底層系統(tǒng)和硬件的依賴抽象出來，從而解除應(yīng)用與操作系統(tǒng)和硬件的耦合關(guān)系。應(yīng)用程序運行在本地應(yīng)用虛擬化環(huán)境中時，這個環(huán)境為應(yīng)用程序屏蔽了底層可能與其他應(yīng)用產(chǎn)生沖突的內(nèi)容。應(yīng)用虛擬化是SaaS的基礎(chǔ)。應(yīng)用虛擬化需要具備以下功能和特點：1）解耦合:利用屏蔽底層異構(gòu)性的技術(shù)解除虛擬應(yīng)用與操作系統(tǒng)和硬件的耦合關(guān)系。2）共享性:應(yīng)用虛擬化可以使一個真實應(yīng)用運行在任何共享的計算資源上。3）虛擬環(huán)境:應(yīng)用虛擬化為應(yīng)用程序提供了一個虛擬的運行環(huán)境，不僅擁有應(yīng)用程序的可執(zhí)行文件，還包括所需的運行環(huán)境。4）兼容性：虛擬應(yīng)用應(yīng)屏蔽底層可能與其他應(yīng)用產(chǎn)生沖突的內(nèi)容，從而使其具有良好的兼容性。5）快速升級更新:真實應(yīng)用可以快速升級更新，通過流的方式將相對應(yīng)的虛擬應(yīng)用及環(huán)境快速發(fā)布到客戶端。6）用戶自定義:用戶可以選擇自己喜歡的虛擬應(yīng)用的特點以及所支持的虛擬環(huán)境。平臺虛擬化平臺虛擬化是集成各種開發(fā)資源虛擬出的一個面向開發(fā)人員的統(tǒng)一接口，軟件開發(fā)人員可以方便地在這個虛擬平臺中開發(fā)各種應(yīng)用并嵌入到云計算系統(tǒng)中，使其成為新的云服務(wù)供用戶使用。平臺虛擬化具備以下功能和特點：1）通用接口：支持各種通用的開發(fā)工具和由其開發(fā)的軟件，包括C、C++、Java、C#、Delphi、Basic等。2）內(nèi)容審核:各種開發(fā)軟件（服務(wù)）在接入平臺前都將被嚴格審核，包括上傳人的身份認證，以保證軟件及服務(wù)非盜版、無病毒及合法性。3）測試環(huán)境:一項服務(wù)在正式推出之前必須在一定的測試環(huán)境中經(jīng)過完整的測試才行。4）服務(wù)計費:完整合理的計費系統(tǒng)可以保證服務(wù)提供人獲得準確的收入，而虛擬平臺也可以得到一定比例的管理費。5）排名打分:有一整套完整合理的打分機制對各種服務(wù)進行排名打分。排名需要給用戶客觀的指導(dǎo)性意見，嚴禁有誤導(dǎo)用戶的行為。6）升級更新:允許服務(wù)提供者不斷完善自己的服務(wù)，平臺要提供完善的升級更新機制。7）管理監(jiān)控:整個平臺需要有一個完善的管理監(jiān)控體系以防出現(xiàn)非法行為。桌面虛擬化桌面虛擬化將用戶的桌面環(huán)境與其使用的終端設(shè)備解耦。服務(wù)器上存放的是每個用戶的完整桌面環(huán)境。用戶可以使用具有足夠處理和顯示功能的不同終端設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)訪問該桌面環(huán)境。桌面虛擬化具有如下功能和接入標準：1）集中管理維護:集中在服務(wù)器端管理和配置PC環(huán)境及其他客戶端需要的軟件可以對企業(yè)數(shù)據(jù)、應(yīng)用和系統(tǒng)進行集中管理、維護和控制，以減少現(xiàn)場支持工作量。2）使用連續(xù)性:確保終端用戶下次在另一個虛擬機上登錄時，依然可以繼續(xù)以前的配置和存儲文件內(nèi)容，讓使用具有連續(xù)性。3）故障恢復(fù):桌面虛擬化是用戶的桌面環(huán)境被保存為一個個虛擬機，通過對虛擬機進行快照和備份，就可以快速恢復(fù)用戶的故障桌面，并實時遷移到另一個虛擬機上繼續(xù)進行工作。4）用戶自定義:用戶可以選擇自己喜歡的桌面操作系統(tǒng)、顯示風格、默認環(huán)境，以及其他各種自定義功能。本質(zhì)